p型ZnO:N薄膜的拉曼及光电特性研究

摘要：

采用电子束蒸发技术在石英衬底上制备了ZnO薄膜,以N离子注入的方式及后期退火处理实现N掺杂ZnO薄膜.借助拉曼散射光谱、透射光谱和霍尔测试等手段研究了ZnO:N薄膜的拉曼及光电特性.结果表明:所有样品均呈现ZnO纤锌矿结构,在ZnO:N薄膜拉曼光谱中发现与N相关的振动模式(位于272.5,505.1和643.6 cm-1),分析表明N已掺入ZnO薄膜中 ;霍尔测试表明,通过适当退火处理后,ZnO:N薄膜向p型转变,其空穴浓度为7.73×1017 cm-3,迁移率为3.46 cm2 V-1 s-1,电阻率为2.34 Ω cm.然而,长期进行霍尔跟踪测试发现ZnO:N薄膜的p型性能随时间并不稳定,结合拉曼散射光谱和第一性原理计算分析认为由于p-ZnO:N薄膜中存在残余压应力,同时薄膜中还出现了易补偿空穴的施主缺陷(N2)o是p型不稳定的根本原因.

关键词：拉曼光谱、p型ZnO、N薄膜、稳定性、第一性原理

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资助基金：国家自然科学基金11075314,50942021;重庆市自然科学基金2011BA4031

在线出版日期：2013-01-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：819-826